DE102006057524B4 - Method for adapting a drag coefficient of a flow control valve - Google Patents

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Abstract

Regelverfahren zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: a) Vorgabe eines Soll-Werts (ISOLL) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV), b) Ermittlung eines Ist-Werts (IIST) der Regelgröße (I), c) Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung (ΔI) zwischen dem Soll-Wert (ISOLL) und dem Ist-Wert (IIST) der Regelgröße (I), d) Vorsteuerung einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert (ISOLL), e) Regelung der Stellgröße (PWM) durch eine Reglerausgangsgröße entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung (ΔI), f) Ansteuerung des Stellglieds (VCV) mit der vorgesteuerten und geregelten Stellgröße (PWM), gekennzeichnet durch folgenden Schritt: g) Ermittlung einer Kenngröße (T) der Einspritzanlage in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße, wobei die ermittelte Kenngröße (T) der Einspritzanlage ein Temperaturwert oder ein Widerstandswert (R) ist.Control method for controlling an actuator in an injection system for an internal combustion engine, comprising the following steps: a) specification of a setpoint value (ISOLL) for a control variable (I) of the actuator (VCV), b) determination of an actual value (IIST) of the Controlled variable (I), c) determination of a desired-actual deviation (.DELTA.I) between the setpoint value (ISOLL) and the actual value (IIST) of the controlled variable (I), d) precontrol of a manipulated variable (PWM) corresponding to a predetermined Pilot control behavior as a function of the setpoint value (ISOLL), e) Control of the manipulated variable (PWM) by a controller output variable according to a predetermined control behavior as a function of the fed back reference actual deviation (ΔI), f) control of the actuator (VCV) with the pilot-operated and controlled manipulated variable (PWM), characterized by the following step: g) determination of a parameter (T) of the injection system as a function of the controller output variable, wherein the determined parameter (T) is the Injection system is a temperature value or a resistance value (R).

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren und eine entsprechende Regeleinrichtung zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.The invention relates to a control method and a corresponding control device for controlling an actuator in an injection system for an internal combustion engine according to the independent claims.

Moderne Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen weisen in der Regel einen Hochdruckkraftstoffkreislauf auf, über den die Einspritzventile der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt werden, wobei in dem Hochdruckkraftstoffkreislauf ein Volumenstromregelventil (VCV: Volume Control Valve) angeordnet ist, das in Abhängigkeit von seiner Ansteuerung einen bestimmten Kraftstoffvolumenstrom durchlässt. Die Ansteuerung des Volumenstromregelventils erfolgt herkömmlicherweise über eine Endstufe durch ein pulsweitenmoduliertes Spannungssignal, dessen Tastverhältnis in Abhängigkeit von dem gewünschten Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils variiert wird. Zur Regelung der Ansteuerung des Volumenstromregelventils wird beispielsweise am Ende jeder Periodendauer des pulsweitenmodulierten Steuersignals der durch das Volumenstromregelventil fließende elektrische Strom gemessen, der den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils wiedergibt. In Abhängigkeit von dem so ermittelten Ist-Wert des durch das Volumenstromregelventil fließenden Stroms bzw. des entsprechenden Öffnungsgrads des Volumenstromregelventils wird dann im Rahmen einer Regelung das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Steuersignals verändert, um den gewünschten Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils einzustellen.Modern injection systems for internal combustion engines in motor vehicles generally have a high-pressure fuel circuit, via which the fuel injection valves of the internal combustion engine are supplied with fuel, wherein in the high-pressure fuel circuit a volume flow control valve (VCV: Volume Control Valve) is arranged, which in response to its control a certain fuel flow pass through. The control of the volume flow control valve is conventionally via an output stage by a pulse width modulated voltage signal whose duty cycle is varied depending on the desired opening degree of the flow control valve. To control the activation of the volume flow control valve, the electrical current flowing through the volume flow control valve, for example, is measured at the end of each period of the pulse width modulated control signal, which represents the opening degree of the volume flow control valve. As a function of the thus determined actual value of the current flowing through the volume flow control valve or the corresponding opening degree of the volume flow control valve, the duty cycle of the pulse width modulated control signal is then varied within the scope of a control in order to set the desired opening degree of the volume flow control valve.

Problematisch bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Regelung eines Volumenstromregelventils ist die Tatsache, dass der Widerstandswert des Systems zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils temperaturbedingt schwanken kann. Der Regler muss dann derartige Schwankungen des Widerstandswerts durch ein relativ starkes Reglerausgangssignal kompensieren, was bei den im Betrieb auftretenden temperaturbedingten Schwankungen des Widerstands ein starkes Nachregeln erfordert.A problem in the conventional control of a volume flow control valve described above is the fact that the resistance of the system for controlling the flow control valve can fluctuate due to temperature. The regulator must then compensate for such variations in resistance by a relatively strong regulator output, which requires a high readjustment of the temperature-related variations in resistance during operation.

Aus DE 10 2004 039 311 A1 ist eine Einspritzanlage bekannt, die eine Stromregelung mit einer Vorsteuerung kombiniert. Darüber hinaus wird hierbei aus der Reglerausgangsgröße ein Adaptionswert abgeleitet. Allerdings bildet der Adaptionswert hierbei keine Kenngröße (z. B. Temperaturwert oder Widerstandswert) der Einspritzanlage.Out DE 10 2004 039 311 A1 is known an injection system that combines a current control with a pilot control. In addition, an adaptation value is derived from the controller output variable. However, the adaptation value does not form a parameter (eg temperature value or resistance value) of the injection system.

Ferner ist zum Stand der Technik auf EP 1 319 139 B1 hinzuweisen. Diese Druckschrift betrifft jedoch ein Verfahren zum Steuern einer automatischen Kraftfahrzeugkupplung und kein Regelverfahren zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine. Darüber hinaus ist es auch aus dieser Druckschrift nicht bekannt, eine Kenngröße der Einspritzanlage zu ermitteln.Furthermore, the state of the art EP 1 319 139 B1 to point. However, this document relates to a method for controlling an automatic motor vehicle clutch and no control method for controlling an actuator in an injection system for an internal combustion engine. Moreover, it is not known from this document to determine a characteristic of the injection system.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene herkömmliche Regelung eines Volumenstromregelventils entsprechend zu verbessern. Vorzugsweise soll hierbei erreicht werden, dass der Regler auch bei temperaturbedingten Schwankungen des Widerstands nur ein möglichst kleines Reglerausgangssignal ausgeben muss, um die temperaturbedingten Schwankungen des Widerstandswerts zu kompensieren.The invention is therefore based on the object to improve the conventional control of a volume flow control valve described above accordingly. Preferably, in this case, it should be achieved that the regulator only has to output a controller output signal which is as small as possible, even in the case of temperature-induced fluctuations in the resistance, in order to compensate for the temperature-induced fluctuations of the resistance value.

Vorzugsweise erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung zunächst eine Vorgabe eines Soll-Werts für eine Regelgröße des Stellglieds. Bei dem Stellglied handelt es sich vorzugsweise um ein Volumenstromregelventil in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, während die Regelgroße vorzugsweise der durch das Volumenstromregelventil fließende elektrische Strom ist, der mit seinem zeitlichen Mittelwert den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils wiedergibt.Preferably, in the context of the regulation according to the invention, initially a specification of a desired value for a control variable of the actuator takes place. The actuator is preferably a volumetric flow control valve in an injection system for an internal combustion engine, while the control variable is preferably the electric current flowing through the volumetric flow control valve, which represents the degree of opening of the volumetric flow control valve with its time average.

Weiterhin erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung vorzugsweise eine Ermittlung eines Ist-Werts der Regelgröße, d. h. eine Strommessung. Die Strommessung kann beispielsweise durch einen Analog/Digital-Wandler erfolgen, der die elektrische Spannung misst, die über einem mit dem Volumenstromregelventil in Reihe geschalteten Widerstand abfällt und deshalb direkt proportional zu dem durch das Volumenstromregelventil fließenden elektrischen Strom ist.Furthermore, in the context of the regulation according to the invention, preferably, a determination of an actual value of the controlled variable, ie. H. a current measurement. The current measurement can be carried out, for example, by an analog / digital converter which measures the electrical voltage which drops above a resistor connected in series with the volumetric flow control valve and is therefore directly proportional to the electric current flowing through the volumetric flow control valve.

Darüber hinaus erfolgt im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung eine Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung zwischen dem vorgegebenen Soll-Wert und dem ermittelten Ist-Wert der Regelgröße.In addition, in the context of the control according to the invention, a determination of a desired-actual deviation between the predetermined desired value and the determined actual value of the controlled variable takes place.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung wird das Stellglied dann mit einer vorgesteuerten und geregelten Stellgröße angesteuert, wobei es sich beispielsweise um ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal handeln kann, dessen Tastverhältnis zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts variiert werden kann.In the context of the control according to the invention, the actuator is then controlled with a pre-controlled and controlled manipulated variable, which may be, for example, a pulse width modulated control signal whose duty cycle can be varied to set the desired value.

Zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts der Regelgröße sieht die Erfindung also zum Einen eine Vorsteuerung vor, welche die Stellgröße ohne eine Rückkopplung entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert einstellt.To set the desired setpoint value of the controlled variable, the invention thus provides, on the one hand, a precontrol which sets the manipulated variable without feedback in accordance with a predefined pilot control behavior as a function of the setpoint value.

Zum Anderen sieht die erfindungsgemäße Regelung zur Einstellung des Soll-Werts eine Regelung der Stellgröße durch eine Reglerausgangsgröße vor, die entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung bestimmt wird.On the other hand, the regulation according to the invention for setting the desired value provides a Control of the manipulated variable by a controller output variable, which is determined in accordance with a predetermined control behavior as a function of the fed-back target-actual deviation.

Die Erfindung sieht zusätzlich vor, dass in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße eine Kenngröße (z. B. der temperaturabhängige Widerstand) der Einspritzanlage ermittelt wird. Die Erfindung geht hierbei von der technischen Erkenntnis aus, dass die Reglerausgangsgröße, d. h. normalerweise die Stromkorrektur, im stationären Betrieb von der Änderung des elektrischen Widerstands in dem System zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils abhängig ist, so dass die Stromkorrektur einen Rückschluss auf die Widerstandsänderung und damit auf die Temperatur zulässt.The invention additionally provides that a parameter (for example the temperature-dependent resistance) of the injection system is determined as a function of the regulator output variable. The invention is based on the technical knowledge that the controller output, d. H. normally the current correction, in steady-state operation is dependent on the change in the electrical resistance in the system for controlling the volume flow control valve, so that the current correction allows a conclusion on the resistance change and thus on the temperature.

Die ermittelte Kenngröße (z. B. Temperatur) kann beispielsweise an die elektronische Motorsteuerung (ECU: Electronic Control Unit) übermittelt werden, welche die Temperatur bei der Ansteuerung der Einspritzanlage berücksichtigt.The ascertained parameter (eg temperature) can be transmitted, for example, to the electronic engine control unit (ECU: Electronic Control Unit), which takes into account the temperature during the control of the injection system.

Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die ermittelte Kenngröße (z. B. Temperatur) der Einspritzanlage herangezogen wird, um das Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße einzustellen. Vorzugsweise wird das Vorsteuerverhalten hierbei in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße so eingestellt, dass die Reglerausgangsgröße minimiert wird. Bei einer temperaturbedingten Änderung des Widerstands in dem System zur Ansteuerung des Volumenstromregelventils wird diese Änderung also im Rahmen der Vorsteuerung berücksichtigt, so dass der Regler nur ein kleines Reglerausgangssignal erzeugen muss und darüber hinaus auf dynamische Änderungen optimiert werden kann.However, it is also possible within the scope of the invention for the determined parameter (eg temperature) of the injection system to be used in order to set the pilot control behavior as a function of the determined parameter. In this case, the pilot control behavior is preferably adjusted as a function of the determined parameter such that the controller output variable is minimized. In a temperature-induced change in the resistance in the system for controlling the volume flow control valve, this change is therefore taken into account in the pilot control, so that the controller only has to generate a small controller output signal and beyond can be optimized for dynamic changes.

Bei der ermittelten Kenngröße kann es sich beispielsweise – wie bereits vorstehend erwähnt – um den Widerstand in dem System zur Ansteuerung des Stellglieds handeln. Aus dem Widerstand kann dann die Temperatur berechnet werden, wenn man die Temperaturabhängigkeit des Widerstands als bekannt voraussetzt.As already mentioned above, the determined parameter may, for example, be the resistance in the system for actuating the actuator. The temperature can then be calculated from the resistance if the temperature dependence of the resistance is assumed to be known.

Die Bestimmung der interessierenden Kenngröße (z. B. Temperatur) der Einspritzanlage erfolgt vorzugsweise in einem statischen oder stationären Betriebszustand der Einspritzanlage, d. h. wenn ein zeitlich konstanter Soll-Wert vorgegeben wird.The determination of the parameter of interest (eg temperature) of the injection system is preferably carried out in a static or stationary operating state of the injection system, ie. H. if a temporally constant desired value is specified.

Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Regelung der Stellgröße vorzugsweise mit einem Integralanteil, wobei die interessierende Kenngröße in Abhängigkeit von dem Integralanteil ermittelt wird.In the context of the invention, the control of the manipulated variable is preferably carried out with an integral component, wherein the parameter of interest is determined as a function of the integral component.

Der Integralanteil des Reglerausgangssignals wird dann vorzugsweise mit der vorgesteuerten Stellgröße multipliziert, um anschließend das Stellglied anzusteuern.The integral component of the controller output signal is then preferably multiplied by the pilot-controlled manipulated variable, in order then to drive the actuator.

Darüber hinaus erfolgt die Regelung der Stellgröße vorzugsweise auch mit einem Proportionalanteil, der in dem Reglerausgangssignal enthalten ist. Der Proportionalanteil wird vorzugsweise im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung berücksichtigt, indem der Proportionalanteil zu dem vorgegebenen Soll-Wert addiert wird, so dass dann die Summe dieser beiden Signale in die Vorsteuerung eingeht.In addition, the control of the manipulated variable preferably also takes place with a proportional component, which is contained in the controller output signal. The proportional component is preferably taken into account in the context of the regulation according to the invention by the proportional component being added to the predetermined nominal value, so that the sum of these two signals then enters into the precontrol.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass das Stellglied im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Volumenstromregelventil in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist. Die erfindungsgemäße Regelung eignet sich jedoch auch zur Ansteuerung anderer Stellglieder (z. B. Ventile) in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine.It has already been mentioned above that in the context of the invention the actuator is preferably a volume flow control valve in an injection system for an internal combustion engine. However, the regulation according to the invention is also suitable for controlling other actuators (eg valves) in an injection system for an internal combustion engine.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:

1 ein vereinfachtes Schaltbild zur Ansteuerung eines Volumenstromregelventils in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, 1 a simplified circuit diagram for controlling a volume flow control valve in an injection system for an internal combustion engine,

2 ein regelungstechnisches Ersatzschaltbild des Reglers sowie 2 a control engineering equivalent circuit diagram of the controller as well

3 das erfindungsgemäße Regelverfahren in Form eines Flussdiagramms. 3 the control method according to the invention in the form of a flow chart.

Das Schaltbild in 1 zeigt einen stark vereinfachten Schaltkreis zur Ansteuerung eines Volumenstromregelventils VCV in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, wobei das Schaltbild nur zur Illustration der erfindungsgemäßen Regelung dient und deshalb aus Übersichtlichkeitsgründen stark vereinfacht ist.The circuit diagram in 1 shows a much simplified circuit for controlling a volume flow control valve VCV in an injection system for an internal combustion engine, the circuit diagram is only to illustrate the inventive control and therefore greatly simplified for clarity.

Das Volumenstromregelventil VCV ist auf seiner Spannungsseite mit einer Batteriespannung VB verbunden, die durch das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird und beispielsweise eine Spannung von +12 V aufweisen kann.The volume flow control valve VCV is connected on its voltage side with a battery voltage VB, which is provided by the electrical system of a motor vehicle and, for example, may have a voltage of +12 V.

Auf seiner Masseseite ist das Volumenstromregelventil VCV dagegen über eine hier nur schematisch dargestellte Endstufe T und einen in Reihe mit der Endstufe T geschalteten Widerstand R mit Masse GND verbunden.On its ground side, however, the volume flow control valve VCV is connected to ground GND via an output stage T, which is shown only schematically here, and a resistor R connected in series with the output stage T.

Parallel zu dem Volumenstromregelventil VCV ist eine sogenannte Free-Wheeling-Diode D geschaltet, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Parallel to the volume flow control valve VCV a so-called free-wheeling diode D is connected, which is known per se from the prior art.

Die Endstufe T wird durch einen Regler C mit einem pulsweitenmodulierten Steuersignal PWM angesteuert, wobei die Endstufe T low-aktiv ist, d. h. die Endstufe T schaltet durch, wenn das Steuersignal PWM einen Low-Pegel annimmt, wohingegen die Endstufe T sperrt, wenn das pulsweitenmodulierte Steuersignal PWM einen High-Pegel aufweist.The output stage T is controlled by a controller C with a pulse width modulated control signal PWM, the output stage T is low-active, d. H. the output stage T switches through when the control signal PWM assumes a low level, whereas the output stage T blocks when the pulse width modulated control signal PWM has a high level.

Eingangsseitig nimmt der Regler C einen Soll-Wert αSOLL für den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV auf, wobei der Soll-Wert αSOLL durch eine elektronische Motorsteuerung ECU (Electronic Control Unit) der Einspritzanlage bereitgestellt werden kann.On the input side, the controller C assumes a target value α SOLL for the opening degree of the volume flow control valve VCV, wherein the target value α SOLL can be provided by an electronic engine control unit ECU (Electronic Control Unit) of the injection system.

Darüber hinaus liefert der Regler C einen Temperaturwert T an die elektronische Motorsteuerung ECU zurück, wobei der Temperaturwert T in der elektronischen Motorsteuerung ECU ausgewertet wird.In addition, the controller C returns a temperature value T to the electronic engine control ECU, and the temperature value T in the electronic engine control unit ECU is evaluated.

Weiterhin ist der Regler C mit einem Verbindungspunkt zwischen der Endstufe T und dem Widerstand R verbunden und misst deshalb die über dem Widerstand R abfallende elektrische Spannung U(I), die direkt proportional zu dem durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Strom I ist.Furthermore, the controller C is connected to a connection point between the output stage T and the resistor R and therefore measures the voltage across the resistor R dropping electrical voltage U (I), which is directly proportional to the current flowing through the volume flow control valve VCV electric current I.

Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf 2 der Aufbau des Reglers C beschrieben.The following will now be with reference to 2 the structure of the controller C described.

Eingangsseitig weist der Regler C eine Zuordnungseinheit 1 auf, die dem von der Motorsteuerung ECU vorgegebenen Soll-Wert αSOLL für den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV einen entsprechenden Soll-Wert ISOLL für den durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Strom I zuordnet.On the input side, the controller C has an allocation unit 1 which assigns to the desired value α SOLL for the opening degree of the volume flow control valve VCV predetermined by the engine control ECU a corresponding setpoint value I SOLL for the electric current I flowing through the volume flow control valve VCV.

Ausgangsseitig ist die Zuordnungseinheit 1 über einen Addierer 2 mit einer Vorsteuerung 3 verbunden, wobei die Vorsteuerung 3 in Abhängigkeit von dem Soll-Wert ISOLL eine vorgesteuerte Stellgröße PWM bestimmt, wobei es sich um ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal handelt, dessen Tastverhältnis zur Einstellung des gewünschten Soll-Werts ISOLL variiert werden kann.On the output side is the allocation unit 1 via an adder 2 with a pilot control 3 connected, with the feedforward control 3 as a function of the setpoint value I SOLL, a pilot-controlled manipulated variable PWM is determined, which is a pulse-width-modulated control signal whose duty cycle for setting the desired setpoint value I SOLL can be varied.

Ausgangsseitig ist die Vorsteuerung 3 über einen Multiplizierer 4 mit der Endstufe T verbunden, die den Strom durch das Volumenstromregelventil VCV abwechselnd anschaltet und abschaltet.The output side is the feedforward control 3 via a multiplier 4 connected to the output stage T, which alternately turns on and off the flow through the flow control valve VCV.

Weiterhin weist der Regler C ein Messglied 5 auf, das einen Ist-Wert I des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I misst und den gemessenen Ist-Wert IIST einem Subtrahierer 6 zuführt. Der Subtrahierer 6 berechnet aus dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL und dem gemessenen Ist-Wert IIST eine Soll-Ist-Abweichung ΔI, die einem Regler 7 zugeführt wird. Der Regler 7 dient zur Nachregelung der Stellgröße PWM' in Abhängigkeit von der Soll-Ist-Abweichung ΔI und erzeugt als Reglerausgangssignal hierzu einen Proportionalanteil und einen Integralanteil.Furthermore, the controller C has a measuring element 5 which measures an actual value I of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV and the measured actual value I IST to a subtractor 6 supplies. The subtractor 6 calculated from the predetermined target value I SOLL and the measured actual value I IST a target-actual deviation .DELTA.I, the one controller 7 is supplied. The regulator 7 serves for the readjustment of the manipulated variable PWM 'in dependence on the target-actual deviation .DELTA.I and generates as a controller output signal for this purpose a proportional component and an integral component.

Der Proportionalanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 wird dem Addierer 2 zugeführt, der den Proportionalanteil zu dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL addiert und einen nachgeregelten Soll-Wert I'SOLL berechnet, der dann der Vorsteuerung 3 zugeführt wird.The proportional component of the controller output signal of the controller 7 becomes the adder 2 supplied, which adds the proportional component to the predetermined desired value I SOLL and calculates a readjusted setpoint value I ' DESIRED , then the feedforward 3 is supplied.

Der Integralanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 wird dagegen dem Multiplizierer 4 zugeführt, der den Integralanteil mit der vorgesteuerten Stellgröße PWM' multipliziert und eine entsprechend nachgeregelte Stellgröße PWM erzeugt, die dann zur Ansteuerung der Endstufe dient.The integral part of the controller output signal of the controller 7 will be the multiplier 4 supplied, which multiplies the integral component with the pilot-controlled manipulated variable PWM 'and generates a corresponding readjusted manipulated variable PWM, which then serves to control the output stage.

Der Integralanteil des Reglerausgangssignals des Reglers 7 gibt im stationären Betrieb eine temperaturbedingte Abweichung des Widerstands R wieder und wird deshalb einer Auswertungseinheit 8 zugeführt, die entsprechend der bekannten Temperaturabhängigkeit des Widerstands R einen Temperaturwert T berechnet.The integral part of the controller output signal of the controller 7 In stationary operation, a temperature-related deviation of the resistance R is again and therefore becomes an evaluation unit 8th supplied, which calculates a temperature value T according to the known temperature dependence of the resistance R.

Ausgangsseitig ist die Auswertungseinheit 8 zum Einen mit der elektronischen Motorsteuerung ECU verbunden, welche den ermittelten Temperaturwert T bei der weiteren Ansteuerung der Einspritzanlage berücksichtigt.The output side is the evaluation unit 8th on the one hand connected to the electronic engine control ECU, which takes into account the determined temperature value T in the further control of the injection system.

Zum Anderen ist die Auswertungseinheit 8 ausgangsseitig mit einer Adaptionseinheit 9 verbunden, die das Vorsteuerverhalten der Vorsteuerung 3 in Abhängigkeit von dem Temperaturwert T adaptiert. Die Adaptionseinheit 9 stellt das Vorsteuerverhalten der Vorsteuerung 3 hierbei im stationären Betrieb so ein, dass das Reglerausgangssignal des Reglers 7 minimiert wird, so dass der Regler 7 im laufenden Betrieb temperaturbedingte Schwankungen des Widerstands R nicht oder nur in geringem Maße ausregeln muss.On the other hand, the evaluation unit 8th on the output side with an adaptation unit 9 connected, the pilot control behavior of the pilot control 3 adapted as a function of the temperature value T. The adaptation unit 9 represents the pilot control behavior of the precontrol 3 in steady-state operation so that the controller output signal of the controller 7 is minimized, so the regulator 7 During operation, temperature-related fluctuations in the resistance R need not or only to a small degree.

Im Folgenden wird nun das erfindungsgemäße Regelverfahren unter Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.The control method according to the invention will now be described below with reference to FIG 3 illustrated flowchart described.

In einem ersten Schritt S1 wird zunächst ein Soll-Wert ISOLL für den elektrischen Strom I vorgegeben, der durch das Volumenstromregelventil VCV fließt und der mit seinem zeitlichen Mittelwert den Öffnungsgrad des Volumenstromregelventils VCV wiedergibt.In a first step S1, a desired value I SOLL for the electric current I is first predetermined, which flows through the volume flow control valve VCV and which represents the degree of opening of the volume flow control valve VCV with its time average.

In einem weiteren Schritt S2 erfolgt dann eine Vorsteuerung der Stellgröße PWM entsprechend dem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert ISOLL.In a further step S2, a pre-control of the manipulated variable PWM then takes place in accordance with the predefined pilot control behavior as a function of the setpoint value I SOLL .

In einem weiteren Schritt S3 wird dann ein Ist-Wert IIST des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I gemessen.In a further step S3, an actual value I actual of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV is then measured.

Während des erfindungsgemäßen Regelverfahrens wird dann in einem Schritt S4 die Soll-Ist-Abweichung ΔI zwischen dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL und dem gemessenen Ist-Wert IIST gemessen.During the inventive control method, the target-deviation .DELTA.I between the predetermined target value I SOLL and the measured actual value I is then measured in a step S4.

In einem weiteren Schritt S5 wird dann entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der Soll-Ist-Abweichung ΔI eine Reglerausgangsgröße mit einem Proportionalanteil und einem Integralanteil bestimmt.In a further step S5, a controller output variable having a proportional component and an integral component is then determined in accordance with a predetermined control behavior as a function of the nominal-actual deviation .DELTA.I.

Der Integralanteil dient dann in einem Schritt S6 zur Nachregelung der Stellgröße PWM, indem der vorgesteuerte Wert PWM' der Stellgröße mit dem Integralanteil multipliziert wird.The integral component then serves in a step S6 for the readjustment of the manipulated variable PWM by the pre-controlled value PWM 'of the manipulated variable is multiplied by the integral component.

Der Proportionalanteil der Reglerausgangsgröße dient in einem Schritt S7 ebenfalls zur Nachregelung der Stellgröße PWM, indem der Proportionalanteil vor der Vorsteuerung zu dem vorgegebenen Soll-Wert ISOLL des durch das Volumenstromregelventil VCV fließenden elektrischen Stroms I addiert wird.The proportional component of the controller output quantity is also used in a step S7 for readjusting the manipulated variable PWM by adding the proportional component before the precontrol to the predetermined desired value I SOLL of the electrical current I flowing through the volume flow control valve VCV.

Darüber hinaus sieht die erfindungsgemäße Regelung in einem Schritt S8 vor, dass aus dem Integralanteil der Reglerausgangsgröße der Widerstand R berechnet wird.In addition, the control according to the invention provides in a step S8 that the resistance R is calculated from the integral component of the controller output variable.

In einem weiteren Schritt S9 wird dann anhand der bekannten Temperaturabhängigkeit des Widerstands R die Temperatur T gemessen.In a further step S9, the temperature T is then measured on the basis of the known temperature dependence of the resistance R.

In einem Schritt S10 erfolgt dann eine Adaption des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von dem temperaturabhängigen Widerstand R.In a step S10, an adaptation of the pilot control behavior then takes place as a function of the temperature-dependent resistor R.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.The invention is not limited to the preferred embodiment described above. Rather, a variety of variants and modifications is possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zuordnungseinheitallocation unit
22
Addiereradder
33
Vorsteuerungfeedforward
44
Multiplizierermultipliers
55
Messgliedmeasuring element
66
Subtrahierersubtractor
77
Reglerregulator
88th
Auswertungseinheitevaluation unit
99
Adaptionseinheitadaptation unit
αSOLL α TARGET
Soll-Wert des Öffnungsgrads des VCVTarget value of the opening degree of the VCV
CC
Reglerregulator
DD
Free-Wheeling-DiodeFree-wheeling diode
ECUECU
Motorsteuerungmotor control
GNDGND
MasseDimensions
II
Strom durch das VCVElectricity through the VCV
IIST IS I
Ist-Wert des Stroms durch das VCVActual value of the current through the VCV
ISOLL I SHOULD
Soll-Wert des Stroms durch das VCVTarget value of the current through the VCV
PWMPWM
Pulsweitenmodulierte StellgrößePulse width modulated manipulated variable
RR
Widerstandresistance
S1–S10S1-S10
Verfahrensschrittesteps
TT
Temperaturtemperature
UU
Spannung über dem Widerstand RVoltage across the resistor R
VBVB
Batteriespannungbattery voltage
VCVVCV
VolumenstromregelventilFlow control valve

Claims (16)

Regelverfahren zur Ansteuerung eines Stellglieds in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Schritten: a) Vorgabe eines Soll-Werts (ISOLL) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV), b) Ermittlung eines Ist-Werts (IIST) der Regelgröße (I), c) Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung (ΔI) zwischen dem Soll-Wert (ISOLL) und dem Ist-Wert (IIST) der Regelgröße (I), d) Vorsteuerung einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von dem Soll-Wert (ISOLL), e) Regelung der Stellgröße (PWM) durch eine Reglerausgangsgröße entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von der rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung (ΔI), f) Ansteuerung des Stellglieds (VCV) mit der vorgesteuerten und geregelten Stellgröße (PWM), gekennzeichnet durch folgenden Schritt: g) Ermittlung einer Kenngröße (T) der Einspritzanlage in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße, wobei die ermittelte Kenngröße (T) der Einspritzanlage ein Temperaturwert oder ein Widerstandswert (R) ist.A control method for controlling an actuator in an injection system for an internal combustion engine, comprising the following steps: a) specification of a desired value (I SOLL ) for a controlled variable (I) of the actuator (VCV), b) determination of an actual value (I ACT ) of the control variable (I), c) determining a nominal-actual deviation (.DELTA.I) between the target value (I SOLL) and the actual value (I ist) of the control variable (I), d) pre-control (a control variable PWM ) corresponding to a predetermined pilot behavior as a function of the desired value (I SOLL), e) the control of the manipulated variable (PWM) by a regulator output variable according to a predetermined control behavior as a function of the feedback target-deviation (.DELTA.I), f) control of the Actuator (VCV) with the pre-controlled and controlled manipulated variable (PWM), characterized by the following step: g) determination of a parameter (T) of the injection system as a function of the controller output variable, wherein the determined characteristic e (T) of the injection system is a temperature value or a resistance value (R). Regelverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Einstellung des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T).Control method according to claim 1, marked by following step: Setting the pilot control behavior as a function of the determined parameter (T). Regelverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T) so eingestellt wird, dass die Reglerausgangsgröße minimiert wird. Control method according to claim 2, characterized in that the pilot control behavior in dependence on the determined characteristic (T) is set so that the controller output variable is minimized. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße (T) der Einspritzanlage in einem stationären Betriebszustand ermittelt wird.Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristic variable (T) of the injection system is determined in a stationary operating state. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Stellgröße (PWM) mit einem Integralanteil (I-Anteil) erfolgt, wobei die Kenngröße (T) in Abhängigkeit von dem Integralanteil (I-Anteil) ermittelt wird.Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the manipulated variable (PWM) takes place with an integral component (I component), wherein the characteristic variable (T) is determined as a function of the integral component (I component). Regelverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgesteuerte Stellgröße (PWM) mit dem Integralanteil (I-Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert wird.Control method according to claim 5, characterized in that the pilot-controlled manipulated variable (PWM) is multiplied by the integral component (I component) of the controller output signal. Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Stellgröße (PWM) mit einem Proportionalanteil (P-Anteil) erfolgt.Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the manipulated variable (PWM) takes place with a proportional component (P component). Regelverfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Berechnung einer Summe (I'SOLL) aus dem vorgegebenen Soll-Wert (ISOLL) und dem Proportionalanteil (P-Anteil) des Reglerausgangssignals, b) Vorsteuerung der Stellgröße (PWM) in Abhängigkeit von der Summe (I'SOLL) des Soll-Werts (ISOLL) und des Proportionalanteils (P-Anteil).A control method according to claim 7, characterized by the following steps: a) calculation of a sum (I ' DESIRED ) from the predetermined desired value (I SOLL ) and the proportional component (P component) of the controller output signal, b) precontrol of the manipulated variable (PWM) in Dependence on the sum (I ' DESIRED ) of the nominal value (I SOLL ) and the proportional component (P component). Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (VCV) ein Ventil, insbesondere ein Volumenstromregelventil, in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist.Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (VCV) is a valve, in particular a volumetric flow control valve, in an injection system for an internal combustion engine. Regeleinrichtung (C) zur Regelung eines Stellglieds (VCV) in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit a) einer Vorsteuerung (3) zur Ansteuerung des Stellglieds (VCV) mit einer Stellgröße (PWM) entsprechend einem vorgegebenen Vorsteuerverhalten in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert (ISOLL) für eine Regelgröße (I) des Stellglieds (VCV), und b) einem Regler (7) zur Nachregelung der Stellgröße (PWM) mit einer Reglerausgangsgröße (P-Anteil, I-Anteil) entsprechend einem vorgegebenen Regelverhalten in Abhängigkeit von einer rückgekoppelten Soll-Ist-Abweichung (ΔI), gekennzeichnet durch c) eine Auswertungseinheit (8), die in Abhängigkeit von der Reglerausgangsgröße (I-Anteil) eine Kenngröße (T) der Einspritzanlage ermittelt, wobei die ermittelte Kenngröße (T) der Einspritzanlage ein Temperaturwert oder ein Widerstandswert (R) ist.Control device (C) for controlling an actuator (VCV) in an injection system for an internal combustion engine, with a) a pilot control ( 3 ) for controlling the actuator (VCV) with a manipulated variable (PWM) according to a predetermined pilot control behavior as a function of a predetermined desired value (I SOLL ) for a control variable (I) of the actuator (VCV), and b) a controller ( 7 ) for readjusting the manipulated variable (PWM) with a controller output variable (P component, I component) corresponding to a predetermined control behavior as a function of a feedback desired-actual deviation (.DELTA.I), characterized by c) an evaluation unit ( 8th ), which determines a characteristic variable (T) of the injection system as a function of the regulator output variable (I component), the determined parameter (T) of the injection system being a temperature value or a resistance value (R). Regeleinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Adaptionseinheit (9) zur Adaption des Vorsteuerverhaltens in Abhängigkeit von der ermittelten Kenngröße (T) der Einspritzanlage.Control device according to claim 10, characterized by an adaptation unit ( 9 ) for the adaptation of the pilot control behavior as a function of the determined parameter (T) of the injection system. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (7) eine Reglerausgangsgröße mit einem Integralanteil (I-Anteil) ausgibt.Control device according to one of claims 10 to 11, characterized in that the controller ( 7 ) outputs a controller output with an integral component (I component). Regeleinrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Multiplizierer (4), der die vorgesteuerte Stellgröße (PWM') mit dem Integralanteil (I-Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert.Control device according to claim 12, characterized by a multiplier ( 4 ), which multiplies the pilot-controlled manipulated variable (PWM ') by the integral component (I-component) of the controller output signal. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (7) eine Reglerausgangsgröße mit einem Proportionalanteil (P-Anteil) ausgibt.Control device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the controller ( 7 ) outputs a controller output with a proportional component (P component). Regeleinrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Addierer (2), der den Soll-Wert (ISOLL) für die Regelgröße (I) vor der Vorsteuerung mit dem Proportionalanteil (P-Anteil) des Reglerausgangssignals multipliziert.Control device according to Claim 14, characterized by an adder ( 2 ), which multiplies the setpoint value (I SOLL ) for the controlled variable (I) before the precontrol with the proportional component (P component) of the controller output signal. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (VCV) ein Ventil, insbesondere ein Volumenstromregelventil, in einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine ist.Control device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the actuator (VCV) is a valve, in particular a flow control valve, in an injection system for an internal combustion engine.
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